适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法及装置，应用在根据道路地理布局信息和车辆运行动态所建立的通信网络中，所述通信网络用于使预设范围内的任意车辆间进行数据传输；该方法，包括：向预设网关节点发送路由查询RF报文；确定所述预设网关节点的路由表中包含目的节点时，接收所述预设网关节点发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；根据所述目标路由路径，向所述目的节点发送数据包。本发明专利技术能够避免贪婪算法引起的局部最优问题，降低车辆节点间数据传输的时延。

【技术实现步骤摘要】
适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法及装置
本专利技术涉及车载自组织网络
，尤其涉及一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法及装置。
技术介绍
车载自组织网络(VehicularAd-hocnetwork,VANET)是一种快速移动宽带多跳无线网络，用于实现移动过程中车辆之间(vehicletovehicle,V2V)、车辆与路边基础设施之间(vehicletoinfrastructure,V2I)的通信，同时为车辆提供多种应用。由于VANET中的车辆节点移动速度非常快，导致通信链路的生存周期比较短，并且车辆不断地加入和离开网络，使得网络的拓扑结构也不断发生变化。因此，为了满足VANET的通信要求，需要设计适用于VANET特性的路由解决方案。现有的VANET的路由解决方案中，一般采用贪婪算法来创建路由路径。其中，最常采用的决策手段就是：每当车辆节点到达一个十字路口的时，就执行一次贪婪算法以完成一次路径选择。但是，采用贪婪算法来创建路由路径与所选择小范围内的决策指标(速度、位子、方向等)关联性较强，因此往往会引发局部最优的问题。即当车辆节点行驶到没有其他连接的分段道路时，它就需要进行携带和转发过程，而这个过程会增加传输时延，影响VANET的通信质量。
技术实现思路
本专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法及装置，以避免车联网中的局部最优问题，降低数据传输的时延。第一方面，本专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法，应用在根据道路地理布局信息和车辆运行动态所建立的通信网络中，所述通信网络用于使预设范围内的任意车辆间进行数据传输；其中，在预设范围内行驶的车辆构成所述通信网络中的车辆节点，且每个车辆节点对应不同的身份状态，所述身份状态包括：网关节点、本地协调器、簇首、簇成员；所述方法，包括：向预设网关节点发送路由查询RF报文，所述RF报文包括：源节点身份信息ID、目的节点身份信息ID、目的节点的位置信息；其中，源节点是指发送RF报文的车辆节点，目的节点是指RF报文需要到达的车辆节点；预设网关节点是指与所述源节点相邻且距离最近的十字路口对应的网关节点；确定所述预设网关节点的路由表中包含目的节点时，接收所述预设网关节点发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；根据所述目标路由路径，向所述目的节点发送数据包。可选地，在向预设网关节点发送路由查询RF报文之后，还包括：在确定所述预设网关节点的路由表中未包含目的节点时，通过所述预设网关节点向当前预设网关节点所属的本地协调器转发所述RF报文；若所述本地协调器的路由表中包含目的节点时，接收所述本地协调器发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；若所述本地协调器的路由表中未包含目的节点时，通过当前预设网关节点所属本地协调器将所述RF报文转发至相邻的本地协调器，直至从相邻本地协调器的路由表中找到目的节点的路由路径，并接收所述相邻的本地协调器发送的路由反馈RR报文。可选地，所述簇首是按照预设条件从簇中的所有车辆节点中选出的，簇是指按照预设长度划分的一个道路子块，每个簇包括一个簇首和若干个簇成员；其中，所述簇首用于接收簇中其他车辆节点的加入请求，并将符合预设要求的车辆节点作为簇成员。可选地，所述网关节点是从十字路口范围内的车辆节点中选出的车辆节点；所述网关节点用于转发属于不同簇的车辆节点之间传输的数据；其中，将预设区域内网关节点中连接网关节点数最多的网关节点作为所述预设区域的本地协调器，所述本地协调器中存储有到达所述预设区域内任意车辆节点的路由表。可选地，所述预设条件是指：将所述簇中稳定程度值最小的车辆节点作为簇首；其中，所述稳定程度值是根据簇中车辆节点的位置、速度、方向信息计算得到的。第二方面，本专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法，应用在根据道路地理布局信息和车辆运行动态所建立的通信网络中，所述通信网络用于使预设范围内的任意车辆间进行数据传输；其中，在预设范围内行驶的车辆构成所述通信网络中的车辆节点，且每个车辆节点对应不同的身份状态，所述身份状态包括：网关节点、本地协调器、簇首、簇成员；所述方法，包括：接收源节点发送的路由查询RF报文，所述RF报文包括：源节点身份信息ID、目的节点身份信息ID、目的节点的位置信息；向所述源节点发送路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径。可选地，在接收源节点发送的路由查询RF报文之后，还包括：确定接收到的RF报文为多个时，存储所有RF报文的路由路径；获取所述路由路径的权重；从所述路由路径中选出权重最小的路由路径作为所述源节点到目的节点的目标路由路径，并将所述目标路由路径嵌入到所述RR报文中。可选地，所述获取所述路由路径的权重，包括：根据所述路由路径经过的各个网关节点间的子权重，计算得到所述路由路径的权重；其中，网关节点间的子权重是通过一网关节点向另一网关节点广播的链路评估包LAP所述经过的时延计算得到。第三方面，本专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由装置，包括：查询模块，用于向预设网关节点发送路由查询RF报文，所述RF报文包括：源节点身份信息ID、目的节点身份信息ID、目的节点的位置信息；其中，其中，源节点是指发送RF报文的车辆节点，目的节点是指RF报文需要到达的车辆节点；预设网关节点是指与所述源节点相邻且距离最近的十字路口对应的网关节点；确定模块，用于确定所述预设网关节点的路由表中包含目的节点时，接收所述预设网关节点发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；发送模块，用于根据所述目标路由路径，向所述目的节点发送数据包。可选地，确定模块，还用于在向预设网关节点发送路由查询RF报文之后，在确定所述预设网关节点的路由表中未包含目的节点时，通过所述预设网关节点向当前预设网关节点所属的本地协调器转发所述RF报文；若所述本地协调器的路由表中包含目的节点时，接收所述本地协调器发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；若所述本地协调器的路由表中未包含目的节点时，通过当前预设网关节点所属本地协调器将所述RF报文转发至相邻的本地协调器，直至从相邻本地协调器的路由表中找到目的节点的路由路径，并接收所述相邻的本地协调器发送的路由反馈RR报文。可选地，所述簇首是按照预设条件从簇中的所有车辆节点中选出的，簇是指按照预设长度划分的一个道路子块，每个簇包括一个簇首和若干个簇成员；其中，所述簇首用于接收簇中其他车辆节点的加入请求，并将符合预设要求的车辆节点作为簇成员。可选地，所述网关节点是从十字路口范围内的车辆节点中选出的车辆节点；所述网关节点用于转发属于不同簇的车辆节点之间传输的数据；其中，将预设区域内网关节点中连接网关节点数最多的网关节点作为所述预设区域的本地协调器，所述本地协调器中存储有到达所述预设区域内任意车辆节点的路由表。可选地，所述预设条件是指：将所述簇中稳定程度值最小的车辆节点作为簇首；其中，所述稳定程度值是根据簇中车辆节点的位置、速度、方向信息计算得到的。第四方面，本专利技术提供一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由装置，包括：接收模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法，其特征在于，应用在根据道路地理布局信息和车辆运行动态所建立的通信网络中，所述通信网络用于使预设范围内的任意车辆间进行数据传输；其中，在预设范围内行驶的车辆构成所述通信网络中的车辆节点，且每个车辆节点对应不同的身份状态，所述身份状态包括：网关节点、本地协调器、簇首、簇成员；所述方法，包括：向预设网关节点发送路由查询RF报文，所述RF报文包括：源节点身份信息ID、目的节点身份信息ID、目的节点的位置信息；其中，源节点是指发送RF报文的车辆节点，目的节点是指RF报文需要到达的车辆节点；预设网关节点是指与所述源节点相邻且距离最近的十字路口对应的网关节点；确定所述预设网关节点的路由表中包含目的节点时，接收所述预设网关节点发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；根据所述目标路由路径，向所述目的节点发送数据包。

【技术特征摘要】
1.一种适于车联网基于分簇结构的快速稳定路由方法，其特征在于，应用在根据道路地理布局信息和车辆运行动态所建立的通信网络中，所述通信网络用于使预设范围内的任意车辆间进行数据传输；其中，在预设范围内行驶的车辆构成所述通信网络中的车辆节点，且每个车辆节点对应不同的身份状态，所述身份状态包括：网关节点、本地协调器、簇首、簇成员；所述方法，包括：向预设网关节点发送路由查询RF报文，所述RF报文包括：源节点身份信息ID、目的节点身份信息ID、目的节点的位置信息；其中，源节点是指发送RF报文的车辆节点，目的节点是指RF报文需要到达的车辆节点；预设网关节点是指与所述源节点相邻且距离最近的十字路口对应的网关节点；确定所述预设网关节点的路由表中包含目的节点时，接收所述预设网关节点发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；根据所述目标路由路径，向所述目的节点发送数据包。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在向预设网关节点发送路由查询RF报文之后，还包括：在确定所述预设网关节点的路由表中未包含目的节点时，通过所述预设网关节点向当前预设网关节点所属的本地协调器转发所述RF报文；若所述本地协调器的路由表中包含目的节点时，接收所述本地协调器发送的路由反馈RR报文，所述RR报文包含有源节点到目的节点的目标路由路径；若所述本地协调器的路由表中未包含目的节点时，通过当前预设网关节点所属本地协调器将所述RF报文转发至相邻的本地协调器，直至从相邻本地协调器的路由表中找到目的节点的路由路径，并接收所述相邻的本地协调器发送的路由反馈RR报文。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇首是按照预设条件从簇中的所有车辆节点中选出的，簇是指按照预设长度划分的一个道路子块，每个簇包括一个簇首和若干个簇成员；其中，所述簇首用于接收簇中其他车辆节点的加入请求，并将符合预设要求的车辆节点作为簇成员。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网关节点是从十字路口范围内的车辆节点中选出的车辆节点；所述网关节点用于转发属于不同簇的车辆节点之间传输的数据；其中，将预设区域内网关节点中连接网关节点数最多的网关节点作为所述预设区域的本地协调器，所述本地协调器中存储有到达所述预设区域内其他网关节点的路由表。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设条件是指：将所述簇中稳定程度值最小的车辆节点作为簇...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，赵鹏飞，张涛，曹先彬，谢晋东，肖振宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11